Valuing Water 发现水的价值--写在2021世界水日

时间：2021-03-22 11:46:31 来源：IWA国际水协会 作者：王丹

2021年世界水日的主题是Valuing Water。据世界银行统计，全球每年因供水和卫生服务不足而造成的经济损失高达2500亿美元；每年有67.5万人因水质差、环境卫生差和个人卫生差而过早死亡，在一些国家造成的损失高达国内生产总值的7%。在过去很长时间里，一些水管理者认为当地的水资源状况和需求状况在长期上将保持相对稳定。如果他们设计的水系统能满足当前的需求条件，它也将能基本满足未来的用水需求。然而，全球气候变化正在打破预期的均衡，让之前的假定很多将不再成立。如果我们不采取任何行动，可用的水资源很可能将被人类以一种不可持续的方式耗尽，而因水引发的危机将把很多国家推向贫穷、动荡的深渊。

人口快速增长导致用水需求不断上升，加上气候变化、极端天气带来的洪水和干旱等极端气候事件考验着许多供水系统的韧性，暴露了那些依照传统思路打造的水系统的不足。水危机在促使人们改变传统的水资源治理观念。我们需要践行循环经济和可持续发展的理念，借助创新技术和管理模式，发现并珍视不同形式水所蕴含的价值。

非传统水资源的开发利用

地球有71%的面积被海洋覆盖，海水在全球水资源总量中的占比高达97.5%。在常规淡水资源受限的情况下，如何用好海水成为了很多缺水国家保障供水安全的关键。2006年澳大利亚在珀斯建成了全国第一座大型海水淡化厂，目前全澳有30多座海淡厂。能耗是海水淡化的最大成本单元，为了实现可持续发展，澳大利亚的很多海淡厂都采用风能和太阳能供能，其中维多利亚州的海淡厂更是实现了100%利用可再生能源。海水同样在为干旱缺水的中东“止渴”。红海和波斯湾地区的海水盐度很高，并且由于处于产油地区经常含有油脂类污染物。针对这种状况，沙特阿拉伯的Al Khafji海水淡化厂采用了DAF溶气气浮+UF超滤作为预处理以去除初始进水中的油脂等固体污染物，并为该地区专门研发了耐盐、抗污堵的新型纳米反渗透膜，保证了高品质的出水；水厂还有配有能量回收和太阳能光伏发电系统，满足了运营所需的全部能耗需求。

污水资源化

除了海水，污水的价值也正在被重新认识。我们的城市每天都会产生大量的生活污水和工业废水。在过去很长时间里，污水厂被放置于城市水系统的末端，被动地接收污染物，然后以能耗换水质的方式处理污水。但是污水中实际蕴藏着大量的潜在资源。污水中能回收清洁水、热能、电能、氮磷等营养物质以及其他高附加值材料。比利时根特大学的Willy Verstraete教授就曾算过一笔帐，污水厂能从每人一年产生的污水中回收价值80欧元的资源。

美国加州橙县的GWRS项目世界上最大的再生水用于生态补给和间接用于饮用的污水回用项目。结合了微滤、反渗透和紫外线-过氧化氢的三段工艺对污水厂二级出水进行深度处理，出产的高品质再生水被回注到地下含水层，之后被用于居民的饮用水供应，解决了近90万人的用水需求。德国慕尼黑工业大学的研究团队在对再生水厂的能耗和碳排放进行研究时发现，结合了厌氧膜生物反应器（AnMBR）、部分亚硝化/厌氧氨氧化（PN/A）、耦合好氧-缺氧氮分解（CANDO）等工艺的再生水处理方案还有进一步降低能耗和温室气体排放的潜力，让污水回用变得更有市场竞争力。

除了回用水，污水厂还能变身成为能源和资源的工厂。污水厂的剩余污泥通过热水解和厌氧消化可以生产生物沼气，为水厂供能；另一方面，经过热水解高温处理后污泥中的有害病原体被杀死，保留的氮磷等营养物质可以让污泥变身成为高效的土壤改良剂。美国DC Water就将经处理的污泥作为化肥产品推出市场，污泥的资源化和产品化使其由原来的负资产转化成为了现在的正资产。

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